DIY - System ogrzewania zimujących roślin

[adivip125]

Hej,

Chciałbym się z Wami podzielić moim najnowszym wynalazkiem ale po kolei:

 

PROBLEM:

Moje owadożery zimują w niedużym, kompletnie nieogrzewanym budynku na parapecie, okno wschodnie (tzw. budynek gospodarczy). Temperatura w budynku do tej pory utrzymywała się na poziomie 0+ stopni, jednak od kilku dni - gdy temperatura na zewnątrz wynosi max. -4 stopnie za dnia, -10 stopni w nocy, to temperatura w budynku spadła do -2 stopni i spadała dalej. Prognoza pogody sugeruje utrzymanie się takich temperatur na przestrzeni kilku najbliższych dni, co mogłoby wpłynąć negatywnie na rośliny. Potrzebny był system ogrzewania parapetu z roślinami (nie ma potrzeby ogrzewania całego budynku).

 

ROZWIĄZANIE:

Gotowy systemik możecie obejrzeć na zdjęciu:

Na parapecie położyłem grubą deskę (warstwa izolacyjna od zimnego parapetu), a na niej zbiornik-rynnę, którą wypełniłem wodą (w moim przypadku rolę rynny spełniła przezroczysta część obudowy do świetlówek). Do wody włożyłem najtańszą grzałkę akwarystyczną 200W. Zbiornik przykryłem folią aluminiową, a nad nim zawiesiłem rośliny. Do jednego z pojemników z roślinami włożyłem cyfrowy czujnik temperatury LM35.

 

Do tej pory wszystko jasne, ale tutaj pojawia się problem - tanie grzałki akwarystyczne (a nawet nie wiem czy nie wszystkie grzałki akwarystyczne) umożliwiają utrzymywanie temperatury w zbiorniku w zakresie od ok. 15 do ok. 30 stopni - czyli za dużo na normalne zimowanie roślin. W związku z tym zmontowałem system regulacji temperatury, który umożliwia utrzymywanie temperatury na dowolnym poziomie. Ustawiłem więc układ tak, żeby trzymał temperaturę 3 stopni. W tej chwili temperatura na zewnątrz wynosi -9 stopni, a temperatura u roślin dzięki systemowi w tym momencie wynosi 3,2 stopnia.

 

PARĘ SŁÓW NA TEMAT TECHNIKI:

Układ na razie jest bardzo prowizoryczny, rzut oka na elektronikę:

Cały układ zestawiłem na płytce stykowej. Układ oparty jest na mikrokontrolerze. Zaimplementowałem na nim regulator typu PID. Mikrokontroler odpowiada tutaj za:

- pomiar temperatury u roślin

- obliczenie, jak bardzo temperatura u roślin odbiega od temperatury 3 stopni

- obliczenie sygnału sterującego, który dzięki zastosowaniu modułu sterowania fazowego (również DIY) umożliwia odpowiednie sterowanie grzałką

- wyświetlanie na LCD temperatury i kilku innych przydatnych dla mnie parametrów

 

KOMENTARZ:

 

- Grzałka ma moc aż 200W 'na wszelki wypadek' - zawsze lepiej jest mieć zapas mocy. Przy temperaturach zewnętrznych rzędu -10 stopni, grzałka pracuje na 20-30% mocy, a więc powinna spokojnie dać radę przy dużo bardziej siarczystych mrozach.

 

- Być może pomyślicie, że cały ten układ to przerost formy nad treścią. Być może, ale to przez to, że bardzo zależy mi na udanym zimowaniu, bo do tej pory wszystko co zimowałem ginęło... Tym razem nie mogę do tego dopuścić

 

- Problem parowania wody - przy pierwszym uruchomieniu umieściłem czujnik temperatury nie tam, gdzie trzeba i grzałka podgrzała wodę dość mocno. Woda zaczęła intensywnie parować i skraplać się na zimnej folii aluminiowej, przez co sporo wody opuściło zbiornik. Zdecydowałem się więc na usunięcie folii i poprawienie pozycji czujnika - od tamtej pory układ działa idealnie, a woda jest na tyle chłodna, że paruje bardzo mało (na oknie nie skrapla się NIC) a jednocześnie na tyle ciepła, że umożliwia utrzymanie temperatury u roślin na poziomie 3 stopni

 

- Jak wspomniałem, układ to prowizorka. Na razie zrobiony tylko w celu sprawdzenia, czy zadziała - jak wszystko się uda to pomyślę nad zrobieniem kompaktowej wersji regulatora na przyszły rok (jako osobnego urządzenia). Aktualny układ jest dość niebezpieczny, w większości kabli na zdjęciu fruwa prąd o napięciu 230V, a kable trzymają się 'na słowo honoru'. Grunt, że działa

 

- Mikrokontroler steruje jeszcze diodą LED przyklejoną do okna przy roślinach - dzięki temu z okna swojego domu (oddalonego o ok. 20 metrów) widzę, czy układ działa jak należy

 

- Myślałem na inną grzałką niż grzałka wodna - wolałbym grzać powietrze, ale po pierwsze - nie mogłem znaleźć nic sensownego w tym stylu, a po drugie woda stanowi bardzo dobry nośnik energii cieplnej - dysponując krótką grzałką mogę dzięki temu w miarę równomiernie ogrzać rynnę długości ok. 2 metrów

 

- Koszty - miałem wszystko oprócz grzałki, która kosztowała 22PLN. Koszt elektroniki to mniej niż 20PLN, więc w sumie cały system wyceniam na mniej niż 50PLN

 

 

 

I to by było na tyle. Zachęcam do komentowania i zadawania pytań, w miarę możliwości odpowiem

[sknerus]

Ciekawe rozwiązanie.

Jeśli można proszę o więcej szczegółowych fotek

Czy kolega sprawdzał ile mniej więcej energii elektrycznej taki układ miesięcznie zużyje?

[adivip125]

Ciekawe rozwiązanie.

Jeśli można proszę o więcej szczegółowych fotek

Czy kolega sprawdzał ile mniej więcej energii elektrycznej taki układ miesięcznie zużyje?

 

Nie sprawdzałem, ale miesięczne zużycie przy temperaturach na zewnątrz jak teraz (od -15 do 0) szacuje na jakieś 70-80kWh.

 

W najbliższych dniach rozważam zdemontowanie układu i zakończenie zimowania - przez ostatnie dni temperatura na zewnątrz nie wzrasta powyżej -10 stopni, a przez to budynek mocno się wychłodził i grzałka dość mocno grzeje - bardzo zwiększyło się parowanie...

 

Mam już pomysł na wersję bez wody - wykorzystałbym kabel grzewczy do ogrzewania terrariów. Ale takie zabawy zostawiam na przyszły rok

[adivip125]

UPDATE na zimę 2013/2014

 

Dzięki zaprezentowanemu ustrojstwu, podczas zimy 2012/2013 po raz pierwszy udało mi się przeprowadzić zimowanie z niemal 100% 'przeżywalnością' - w związku z tym w tym roku stosuję podobne rozwiązanie, lecz lekko ulepszone.

 

Wprowadzone zmiany:

- zbudowałem regulator od nowa - tym razem nie ma żadnych wiszących kabli, wszystko jest odizolowane, a elektronika siedzi w obudowie

- ze względu na problemy z parującą wodą rok temu, tym razem rynna jest osłonięta folią spożywczą (aluminiowa ostatnio nie zdała egzaminu)

 

Poniżej zdjęcie, a na nim: regulator (małe czarne pudełko), czujnik temperatury (biały przedmiot z kablem, w drugiej doniczce od lewej) i kilka kapturnic.

 

 

Urządzonko wyposażyłem w kilka podstawowych funkcji:

- LCD + przyciski do obsługi

- regulacja temperatury (algorytm PID)

- możliwość zmiany temperatury zadanej

- zapamiętywanie temperatury minimalnej i maksymalnej

 

Planowałem trochę więcej funkcji ale niestety na mikrokontrolerze zabrakło mi miejsca na kod... Zostały tylko te najbardziej potrzebne. System chodzi już miesiąc, jak na razie śmiga pięknie, czekam jeszcze na niższe temperatury żeby zobaczyć, jak wtedy sobie poradzi.

 

Pozdrawiam i zachęcam do majsterkowania!